Главная Обратная связь

Дисциплины:






Рекомендації та формули для розв’язання задач. Тиск р, об’єм V , абсолютна температура T і маса m газу зв’язані рівнянням Менделеєва-Клапейрона:



 

Тиск р, об’єм V , абсолютна температура T і маса m газу зв’язані рівнянням Менделеєва-Клапейрона:

PV = RT,

де m - маса моля газу, R = 8,31 Дж/моль К – газова стала. При нормальних умовах (тиск 101325 Па, температура 0°С) 1 моль газу займає об’єм 22,4 л.

Тепло, потрібне для нагрівання або охолодження речовини:

Q = cm(T2 – T1),

де с – питома теплоємність речовини (для води с=1 ккал/кг=4,19 кДж/кг), m – її маса, T2 і T1 – кінцева і початкова температури. При пароутворені:

Q = rm,

де r – питома теплота пароутворення (для води при 100°С r=539 ккал/кг=2260 кДж/кг, при 30°С – 2424 кДж/кг), m – випарована маса.

Кількість тепла внаслідок теплопровідності, визначають за законом Фур’є:

Q=-

де - коефіцієнт теплопровідності (див. Дод.), DT/Dx – градієнт температури, S- площа, t - час.

Кількість теплоти, що випромінює абсолютно чорне тіло:

Q = sT4 St – закон Стефана-Больцмана,

де s = 5,67.10-8 Вт/м2.К4 – стала Стефана-Больцмана, T – абсолютна температура тіла, S – площа його поверхні, t – час. Частка тепла може повертатись внаслідок випромінювання оточуючим середовищем, тому у загальному випадку:

Q =аs(T4 –T0 4)St

де а – поглинальна здатність поверхні тіла (а=1 для абсолютно чорного тіла і а=0 для абсолютно білого), T0 - абсолютна температура середовища. Максимум енергії, що випромінює абсолютно чорне або сіре тіло, згідно 1 закону (закону зміщення) Віна припадає на довжину електромагнітної хвилі:

l* = С/Т,

де С= 2,9.10-3 м.К – стала Віна.

1 начало термодинаміки: тепло, підведене до системи, витрачається на зміну її внутрішньої енергії і на виконання системою роботи – Q = DU+A.

Зміну ентропії визначають як DS= DQ/T.

2 начало термодинаміки: ентропія ізольованої системи збільшується або залишається сталою: DS ³0. Рівняння Пригожина: збільшення ентропії в одиницю часу в середині організму компенсується вживанням негативної ентропії зовні - DS/Dt = (DS/Dt)внутріш. + (DS/Dt) зовніш. = 0.

 

3.1 .Який час змогла б існувати людина без їжі, за рахунок власної жирової клітковини масою 10 кг ? Прийняти втрати тепла у стані спокою 200 кДж/м2.год, площу поверхні людини 1 м2, питому калорійність клітковини 20 МДж/кг.

3.2 .Як зміниться час у попередній задачі, якщо людина додатково вимушена виконувати 7 годин на добу фізичну роботу середньої інтенсивності 600 кДж/год ?

3.3 .Свиня збільшує вагу на 0,3 кг жирової клітковини на добу, а без корму втрачає 0,3 кг клітковини на добу. Яка добова калорійність корму, якщо калорійність клітковини 20 МДж/кг ?

3.4 .За який час крізь м’яз пройде 12,3 кДж теплоти , якщо його площа 10 см2, товщина 10 мм, температура поверхонь 38°С і 15°С ?



3.5 .Тепло внутрішніх органів свині проходить крізь м’язову тканину товщиною 3 см, потім крізь жирову тканину товщиною 6 см. Температура зовні жирової тканини 37°С, на межі з м’язом – 37,6°С. Яка температура на внутрішній поверхні м’яза ? Теплопровідність жиру 0,2 Вт/м.К, м’язу – 0,5 Вт/м.К

3.6 .Крізь зразок сухожилля площею 3 см2 і товщиною 5 мм за 2 години надходить 16 кДж теплоти. Визначити різницю температури між внутрішньою і зовнішньою поверхнями сухожилля, якщо його теплопровідність 0,46 Вт/м.К.

3.7 .Маса повітря, яке вдихає теля, 350 г, обєм 0,3 м3, температура повітря в легенях 37°С. Визначити тиск повітря у легенях. Маса моля повітря 29,9 г/моль.

3.8 .Скільки молей повітря у приміщенні розміром 20м.12м.5м при нормальних умовах ?

3.9 .Визначити кількість тепла, що пройде крізь 1 м2 бетонної стіни товщиною 10 см за добу, якщо температура всередині приміщення 17°С, а на дворі – 0°С.

3.10.Скільки молей у 1 см3 води ?

3.11.Знайти масу однієї молекули глюкози С6Н12О6.

3.12.Скільки молекул у 1 г кухонної солі ?

3.13.Приміщення втрачає за добу 24000 ккал теплоти. Яка потужність нагрівного елементу забезпечить сталу температуру ?

3.14.Мастит лікують парафіновою аплікацією при температурі 75°С. Яка потрібна маса парафіну, якщо для проведення процедури необхідно 165 кДж теплоти. Температура вимені 38°С.

3.15.Яка кількість теплоти потрібна для пароутворення, якщо за добу тварина втрачає 0,8 кг поту ?

3.16.Яка кількість теплоти виділяється твариною за добу, якщо її маса 430 кг, а питома теплопродукція 1,6 Дж/кг.с ?

3.17.У хірургії для місцевого обезболювання застосовується ефір. Яка кількість теплоти надходить від тварини при випаруванні 20 г ефіру при 20°С ? Питома теплота пароутворення ефіру 2,34 МДж/кг, температура кипіння 34,8°С, питома теплоємність 351 Дж/кг.К, температура поверхні тіла 37°С.

3.18.Визначити товщу суглинкового грунту, якщо за 5 годин крізь поверхню грунту у 10 см2 надходить теплота 250 Дж. Теплота поверхні 23°С, на глибині - 12°С, коефіцієнт теплопровідності 0,76 Вт/м.К.

3.19.Знайти масу кисню у кисневій подушці, що має обєм 0,5м3. Тиск кисню 1,1 атм, температура 20°С.

3.20.Яка маса озокериту потрібна для аплікації при лікуванні маститу, якщо необхідно передати вимені 3600 Дж теплоти ? Температура озокериту 70°С, температура шкіри 37°С.

3.21.Яку кількість теплоти втрачає приміщення за добу через бокові стінки – бетонні плити товщиною 30 см ? Розміри приміщення 6м.8м, висота 4 м, температура в середені 17°С, зовні 12°С, коефіцієнт теплопровідності бетону 0,2 Вт/м.К.

3.22.Скільки теплоти пройде крізь 1 м2 поверхні піску за 1 годину, якщо температура зовні 37°С, а на глибині 0,5 м 10°С ? Як зміниться теплота, якщо на пісок покласти дошку товщиною 40 мм ? Коефіцієнт теплопровідності піску 1 Вт/м.К, дошки 0,4 Вт/м.К.

3.23.Скільки парафіну потрібно для проведення лікувальної процедури, якщо необхідно передати 800 кДж теплоти ? Температура парафіну 80°С, температура шкіри 38°С.

3.24.Яку кількість теплоти випромінює тіло корови за добу ? Температура тіла 37°С, площа поверхні 1,8 м2, температура у коровнику 12°С.

3.25.Визначити кількість теплоти, що передається внаслідок теплопровідності крізь жирову клітковину площею 0,2 м2 за 10 хвилин. Градієнт температури 10 К/см.

3.26.При розриві макроергічного звязку у молекулах АТФ виділяється 30 кДж/моль теплоти. Скільки молекул повинні гідролізуватись для виділення 10-12 Дж теплоти ?

3.27.Яка кількість теплоти виділиться при згоранні 100 г білку, 100 г вуглеводів, 100 г жирів ? (Див. 3.35)

3.28.Яка кількість теплоти пройде крізь бетонну стелю площею 10м2 і товщиною 16 см за добу ? Температура приміщення 18°С, зовні 5°С.

3.29.За умовами попередньої задачі знайти кількість теплоти, що надходить крізь бетонну стелю, засипану ущільненим снігом товщиною 5 см.

3.30.При термодинамічних засобах лікування інколи використовують парафін, нагрітий до температура 85°С. Чому при такій високій температурі не виникає опік шкіри ?

3.31.Яка кількість теплоти необхідна для пастеризації 100 л молока ? Температура пастеризації 70°С, початкова температура молока 20°С.

3.32.Визначити градієнт температури чорнозему у безхмарну осінню ніч, якщо температура поверхні 0°С, коефіцієнт теплопровідності чорнозему 0,5 Вт/м.К, середня температура неба 3К.

3.33.Як зміниться градієнт у попередній задачі взимку, коли поверхня покрита 20-см шаром снігу, а температура повітря -10°С. Коефіцієнт теплопровідності снігу прийняти 0,1 Вт/м.К.

3.34.Як зміниться градієнт у попередній задачі навесні, коли сніг розтав, ніч хмарна і температура хмар +10°С ?

3.35.Швидкість збільшення ентропії внаслідок незворотних процесів у людини в середньому 0,6 Дж/К.с. Скільки білків (калорійність 24,3 МДж/кг), або жирів (38,9 МДж/кг), або вуглеводів (16,7 МДж/кг) потрібно цілодобово, щоб підтримувати сталу ентропію організму ?

3.36.Теплопродукція людини складає 4 ГДж за рік. Яку ентропію повинна одержати людина ззовні за цей час для підтримання гомеостазу ? Прийняти середню температуру тіла 37°С.

3.37.Скільки енергії випромінює Сонце за 1с ? Яка енергія припадає на 1 м2 поверхні Землі в середині дня у тропіках ? Розглядати Сонце як абсолютно чорне тіло з температурою 6000 К, діаметром 1,4.106 км, відстань до Землі 1,5.108 км.

3.38.За умовами попередньої задачі визначити середню температуру поверхні Землі, яку забезпечує випромінювання Сонця.

3.39.Врахувати у попередній задачі відбиття Землею у космос 28% випромінювання Сонця (переважно хмарами, снігом, льодом – альбедо Землі), а також поглинання вуглекислим газом і парою атмосфери 90% інфрачервоного випромінювання Землі.

3.40.До якої довжини електромагнітної хвилі пристосовують прилади нічного бачення для спостерігання за людиною або теплокровними тваринами ?

3.41.Яку кількість теплоти випромінює тіло коня за годину, якщо температура конюшні 15°С, а температура тіла худоби 37°С ? Площа поверхні коня 1,8 м2, поглинальна здібність 0,8. Порівняйте результат з тепловіддачею у повітря, яка складає 1700 кДж.

3.42.Визначити температуру поверхні Сонця, якщо максимум його випромінювання припадає на довжину хвилі 480 нм. Чи треба враховувати розсіювання голубої складової випрормінювання атмосферою, яке зміщує цю довжину до 555 нм ?

3.43.Опромінність Сонцем на межі земної сфери 1,37 кВт/м2 (сонячна стала). Визначити потужність випромінювання Сонця, якщо середня відстань до нього 1,5.108 км.

3.44.У скільки разів зміниться тепловіддача випромінюванням тіла корови, якщо температура у коровнику знизилась з 23°С до 12°С ? Температура тіла 37°С.

3.45.У реакції фотосинтезу утворення 1 молю кисню потрібує 1,72 МДж світлової енергії. Яку масу кисню здатне утворити Сонце на Землі за 1 с, якщо випромінювання на межі земної сфери 1,37 кВт/м2, радіус Землі 6400 км, зелені рослини використовують 2% світлової енергії ?





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...